51单片机与PC串口通信
本人最近写了一个单片机与电脑的串口通信程序，程序调试成功，希望对大家有所帮助。本程序的功能有：1、通过DS18B20采集温度并通过1602显示出来。2、单片机与电脑进行通信，上位机给单片机一个读温度指令，单片机把温度值以一定的形式发送给电脑。电脑和单片机的协议如表1所示。 单片机反馈温度值给电脑的形式如表2所示。
表1 电脑读取温度值
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|
帧头 |
帧长度 |
地址码 |
保留 |
功能码 |
寄存器地址 |
寄存器个数 |
校验码 |
|
|
1字节 |
1字节 |
4字节 |
1字节 |
1字节 |
1字节 |
1字节 |
1字节 |
| 读取温度值 |
0x01 |
0x0B |
0X00000000 |
0X00 |
0X03 |
0X04 |
0x02 |
0x00 |
表2 单片机反馈温度值给电脑
|
|
帧头 |
帧长度 |
地址码 |
保留 |
功能码 |
寄存器地址 |
寄存器个数 |
数据 |
校验码 |
|
|
1字节 |
1字节 |
4字节 |
1字节 |
1字节 |
1字节 |
1字节 |
4字节 |
1字节 |
| 环境值 |
0x01 |
0x0F |
0X00000000 |
0X00 |
0X03 |
0X04 |
0x02 |
0X00 0X00 0X00 0X01 |
0x00 |
其中单片机反馈温度的数据形式为：共有三字节数据（从数据区第二个字节开始算），分别为十位、个位、十分位，其中十位的BIT7表示温度正负，BIT7=0,表示为正值，BIT7=1,表示为负值，温度数值采用扩展BCD码表示；
例：
0x00,0x03,0x01,0x05表示+31.5℃
0x00,0x81,0x02,0x05表示-12.5℃
串口通讯程序的编写采用的是C语言编写。单片机接收是通过中断来接收 的，每收到一个字节的数据就产生一次中断，并在中断处理程序中把接收到的内容保存在数组中，这样就可以接收多个字节的数据。因为要向电脑发送多个字节的内容，所以单片机的发送采用循环发送的方式，通过循环把一帧数据发送出去。具体程序如下所示。
1602头文件：
/*-----------------------------------------------
名称：LCD1602
引脚定义如下：1-VSS 2-VDD 3-V0 4-RS 5-R/W 6-E 7-14 DB0-DB7 15-BLA 16-BLK
------------------------------------------------*/
#include "1602.h"
#include "delay.h"
sbit RS = P1^6; //定义端口
sbit RW = P1^5;
sbit EN = P1^4;
#define RS_CLR RS=0
#define RS_SET RS=1
#define RW_CLR RW=0
#define RW_SET RW=1
#define EN_CLR EN=0
#define EN_SET EN=1
#define DataPort P2
/*------------------------------------------------
判忙函数
------------------------------------------------*/
bit LCD_Check_Busy(void)
{
DataPort= 0xFF;
RS_CLR;
RW_SET;
EN_CLR;
_nop_();
EN_SET;
return (bit)(DataPort & 0x80);
}
/*------------------------------------------------
写入命令函数
------------------------------------------------*/
void LCD_Write_Com(unsigned char com)
{
while(LCD_Check_Busy()); //忙则等待
RS_CLR;
RW_CLR;
EN_SET;
DataPort= com;
_nop_();
EN_CLR;
}
/*------------------------------------------------
写入数据函数
------------------------------------------------*/
void LCD_Write_Data(unsigned char Data)
{
while(LCD_Check_Busy()); //忙则等待
RS_SET;
RW_CLR;
EN_SET;
DataPort= Data;
_nop_();
EN_CLR;
}
/*------------------------------------------------
清屏函数
------------------------------------------------*/
void LCD_Clear(void)
{
LCD_Write_Com(0x01);
DelayMs(5);
}
/*------------------------------------------------
写入字符串函数
------------------------------------------------*/
void LCD_Write_String(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *s)
{
if (y == 0)
{
LCD_Write_Com(0x80 + x); //表示第一行
}
else
{
LCD_Write_Com(0xC0 + x); //表示第二行
}
while (*s)
{
LCD_Write_Data( *s);
s ++;
}
}
/*------------------------------------------------
写入字符函数
------------------------------------------------*/
void LCD_Write_Char(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char Data)
{
if (y == 0)
{
LCD_Write_Com(0x80 + x);
}
else
{
LCD_Write_Com(0xC0 + x);
}
LCD_Write_Data( Data);
}
/*------------------------------------------------
初始化函数
------------------------------------------------*/
void LCD_Init(void)
{
LCD_Write_Com(0x38); /*显示模式设置*/
DelayMs(5);
LCD_Write_Com(0x38);
DelayMs(5);
LCD_Write_Com(0x38);
DelayMs(5);
LCD_Write_Com(0x38);
LCD_Write_Com(0x08); /*显示关闭*/
LCD_Write_Com(0x01); /*显示清屏*/
LCD_Write_Com(0x06); /*显示光标移动设置*/
DelayMs(5);
LCD_Write_Com(0x0C); /*显示开及光标设置*/
}
/*------------------------------------------------
设定二个自定义字符,LCD1602中自定义字符的地址为0x00--0x07,
即可定义8个字符
这里我们设定把一个自定义字符放在0x00位置（000）,
另一个放在0x01位子（001）
------------------------------------------------*/
void Lcd_User_Chr(void)
{ //第一个自定义字符
LCD_Write_Com(0x40); //"01 000 000" 第1行地址 (D7D6为地址设定命令形式D5D4D3为字符存放位置(0--7)，D2D1D0为字符行地址(0--7)）
LCD_Write_Data(0x00); //"XXX 11111" 第1行数据（D7D6D5为XXX，表示为任意数(一般用000），D4D3D2D1D0为字符行数据(1-点亮，0-熄灭）
LCD_Write_Com(0x41); //"01 000 001" 第2行地址
LCD_Write_Data(0x04); //"XXX 10001" 第2行数据
LCD_Write_Com(0x42); //"01 000 010" 第3行地址
LCD_Write_Data(0x0e); //"XXX 10101" 第3行数据
LCD_Write_Com(0x43); //"01 000 011" 第4行地址
LCD_Write_Data(0x0e); //"XXX 10001" 第4行数据
LCD_Write_Com(0x44); //"01 000 100" 第5行地址
LCD_Write_Data(0x0e); //"XXX 11111" 第5行数据
LCD_Write_Com(0x45); //"01 000 101" 第6行地址
LCD_Write_Data(0x1f); //"XXX 01010" 第6行数据
LCD_Write_Com(0x46); //"01 000 110" 第7行地址
LCD_Write_Data(0x04); //"XXX 11111" 第7行数据
LCD_Write_Com(0x47); //"01 000 111" 第8行地址
LCD_Write_Data(0x00); //"XXX 00000" 第8行数据
//第二个自定义字符
LCD_Write_Com(0x48); //"01 001 000" 第1行地址
LCD_Write_Data(0x03); //"XXX 00001" 第1行数据
LCD_Write_Com(0x49); //"01 001 001" 第2行地址
LCD_Write_Data(0x03); //"XXX 11011" 第2行数据
LCD_Write_Com(0x4a); //"01 001 010" 第3行地址
LCD_Write_Data(0x00); //"XXX 11101" 第3行数据
LCD_Write_Com(0x4b); //"01 001 011" 第4行地址
LCD_Write_Data(0x00); //"XXX 11001" 第4行数据
LCD_Write_Com(0x4c); //"01 001 100" 第5行地址
LCD_Write_Data(0x00); //"XXX 11101" 第5行数据
LCD_Write_Com(0x4d); //"01 001 101" 第6行地址
LCD_Write_Data(0x00); //"XXX 11011" 第6行数据
LCD_Write_Com(0x4e); //"01 001 110" 第7行地址
LCD_Write_Data(0x00); //"XXX 00001" 第7行数据
LCD_Write_Com(0x4f); //"01 001 111" 第8行地址
LCD_Write_Data(0x00); //"XXX 00000" 第8行数据
}
DS18B20头文件：
/*-----------------------------------------------
名称：18B20温度传感器
内容：18B20单线温度检测的应用样例程序
------------------------------------------------*/
#include"delay.h"
#include"18b20.h"
/*------------------------------------------------
18b20初始化
------------------------------------------------*/
bit Init_DS18B20(void)
{
bit dat=0;
DQ = 1; //DQ复位
DelayUs2x(5); //稍做延时
DQ = 0; //单片机将DQ拉低
DelayUs2x(200); //精确延时 大于 480us 小于960us
DelayUs2x(200);
DQ = 1; //拉高总线
DelayUs2x(50); //15~60us 后 接收60-240us的存在脉冲
dat=DQ; //如果x=0则初始化成功, x=1则初始化失败
DelayUs2x(25); //稍作延时返回
return dat;
}
/*------------------------------------------------
读取一个字节
------------------------------------------------*/
unsigned char ReadOneChar(void)
{
unsigned char i=0;
unsigned char dat = 0;
for (i=8;i>0;i--)
{
DQ = 0; // 给脉冲信号
dat>>=1;
DQ = 1; // 给脉冲信号
if(DQ)
dat|=0x80;
DelayUs2x(25);
}
return(dat);
}
/*------------------------------------------------
写入一个字节
------------------------------------------------*/
void WriteOneChar(unsigned char dat)
{
unsigned char i=0;
for (i=8; i>0; i--)
{
DQ = 0;
DQ = dat&0x01;
DelayUs2x(25);
DQ = 1;
dat>>=1;
}
DelayUs2x(25);
}
/*------------------------------------------------
读取温度
------------------------------------------------*/
unsigned int ReadTemperature(void)
{
unsigned char a=0;
unsigned int b=0;
unsigned int t=0;
Init_DS18B20();
WriteOneChar(0xCC); // 跳过读序号列号的操作
WriteOneChar(0x44); // 启动温度转换
DelayMs(10);
Init_DS18B20();
WriteOneChar(0xCC); //跳过读序号列号的操作
WriteOneChar(0xBE); //读取温度寄存器等（共可读9个寄存器） 前两个就是温度
a=ReadOneChar(); //低位
b=ReadOneChar(); //高位
b<<=8;
t=a+b;
return(t);
}
延迟函数头文件：
#include "delay.h"
/*------------------------------------------------
uS延时函数，含有输入参数 unsigned char t，无返回值
unsigned char 是定义无符号字符变量，其值的范围是
0~255 这里使用晶振12M，精确延时请使用汇编,大致延时
长度如下 T=tx2+5 uS
------------------------------------------------*/
void DelayUs2x(unsigned char t)
{
while(--t);
}
/*------------------------------------------------
mS延时函数，含有输入参数 unsigned char t，无返回值
unsigned char 是定义无符号字符变量，其值的范围是
0~255 这里使用晶振12M，精确延时请使用汇编
------------------------------------------------*/
void DelayMs(unsigned char t)
{
while(t--)
{
//大致延时1mS
DelayUs2x(245);
DelayUs2x(245);
}
}
主函数：
/*-----------------------------------------------
名称：DS18b20 温度检测 LCD1602液晶显示 与上位机串口通信
------------------------------------------------*/
#include
#include "18b20.h"
#include "1602.h"
#include "delay.h"
bit ReadTempFlag;//定义读时间标志
char jsdata[16]={0};
char fsdata[16]={0};
char receive_end=0;
char i=0;
void Init_Timer0(void);//定时器初始化
/*------------------------------------------------
串口通讯初始化
------------------------------------------------*/
void com_init(void) //设置串口调试助手的波特率为9600
{
TMOD=0X20;
SCON=0X50;
TH1=0XFD;
TL1=0XFD;
TR1=1;
EA=1;//总中断打开
ES=1; //串口中断打开，等待接收和发送中断
}
/*------------------------------------------------
主函数
------------------------------------------------*/
void main (void)
{
int temp,j;
float temperature;
char displaytemp[16];//定义显示区域临时存储数组
RI=0;
com_init();
LCD_Init(); //初始化液晶
DelayMs(20); //延时有助于稳定
LCD_Clear(); //清屏
Init_Timer0();
Lcd_User_Chr(); //写入自定义字符
LCD_Write_String(0,0,"15.5.15");
LCD_Write_Char(14,0,0x01);//写入温度右上角点
LCD_Write_Char(15,0,'C'); //写入字符C
while (1) //主循环
{
if(ReadTempFlag==1)
{
ReadTempFlag=0;
temp=ReadTemperature();
temperature=(float)temp*0.0625;
sprintf(displaytemp,"%7.3f",temperature);//打印温度值
LCD_Write_String(7,0,displaytemp);
//SBUF=temperature;
}
if(receive_end==1)
{
receive_end=0;
if(temperature>0)
{
fsdata[0]=0x01;
fsdata[1]=0x0F;
fsdata[2]=0X00;
fsdata[3]=0X00;
fsdata[4]=0X00;
fsdata[5]=0X00;
fsdata[6]=0X00;
fsdata[7]=0X03;
fsdata[8]=0X04;
fsdata[9]=0x02;
fsdata[10]=0X00;
fsdata[11]=temperature/10;
fsdata[12]=((int)temperature)%10;
fsdata[13]=(((int)(temperature*10))%100)%10;
fsdata[14]=0x00;
for(j=0;j<15;j++)
{
SBUF=fsdata[j];
while(!TI);
TI=0;
}
}
if(temperature<0)
{
fsdata[0]=0x01;
fsdata[1]=0x0F;
fsdata[2]=0X00;
fsdata[3]=0X00;
fsdata[4]=0X00;
fsdata[5]=0X00;
fsdata[6]=0X00;
fsdata[7]=0X03;
fsdata[8]=0X04;
fsdata[9]=0x02;
fsdata[10]=0X00;
fsdata[11]=((int)temperature/10)|0x80;
fsdata[12]=((int)temperature)%10;
fsdata[13]=(((int)(temperature*10))%100)%10;
fsdata[14]=0x00;
for(j=0;j<15;j++)
{
SBUF=fsdata[j];
while(!TI);
TI=0;
}
}
}
}
}
/*------------------------------------------------
定时器初始化子程序
------------------------------------------------*/
void Init_Timer0(void)
{
TMOD |= 0x01; //使用模式1，16位定时器，使用"|"符号可以在使用多个定时器时不受影响
//TH0=0x00; //给定初值
//TL0=0x00;
EA=1; //总中断打开
ET0=1; //定时器中断打开
TR0=1; //定时器开关打开
}
/*------------------------------------------------
定时器中断子程序
------------------------------------------------*/
void Timer0_isr(void) interrupt 1
{
static unsigned int num;
TH0=(65536-2000)/256; //重新赋值 2ms
TL0=(65536-2000)%256;
num++;
if(num==300)
{
num=0;
ReadTempFlag=1; //读标志位置1
}
}
/*------------------------------------------------
串口中断中断服务子程序
------------------------------------------------*/
void jieshou() interrupt 4
{
if(RI==1)
{
RI=0;
jsdata[i]=SBUF;
i++;
if((i==11)&&(jsdata[i-4]==0x03))
{
i=0;
receive_end=1;//接收完成标志置1
}
}
}
串口调试界面如下图所示，只要上位机发送一个读取温度指令，单片机就以一定的格式发送一帧温度数据给上位机。
